采用热喷涂技术对涂层进行制备，耗费的成本较低，且制备效率较高。当前，业界日益重视对热喷涂涂层技术的相关研究。离子喷涂成本低廉且具有较高的喷涂效率，在喷涂过程中发出的离子流焰具有极高的温度，基本上可熔化各类材料，因此，对离子喷涂具有良好适应性的材料范围极为广泛。
另外，铝合金气缸盖以及活塞缺乏良好的耐高温性能，对此，可采用热喷涂技术对热障涂层进行制备，实现对其耐热性能的有效改善，可以看出，随着发动机制造技术的逐渐提高，气缸喷涂涂层的发展也将更加面向现代化，这将有利于汽车工业的整体发展。
1 汽车发动机气缸热喷涂涂层的现状
1.1涂层材料
汽车发动机气缸相应的活塞运动环境具有高温高压特点，且腐蚀性较强。这就要求汽车发动机气缸内壁具有较强的耐腐蚀性能以及耐磨性能。当前，主要采用低合金碳钢、铸铁以及金属基复合材料等作为涂层材料。
1.2热喷涂涂层技术现状
1.2.1灰口铸铁涂层
石墨呈现出良好的自润滑性能，可对铸铁涂层所含石墨的具体含量进行调整，以有效增强减摩效果。
可通过如下方法减小石墨含量：
①对铸铁成分进行调整，对喷涂过程中相关熔融颗粒物相应的冷却速度进行降低，并对石墨以及碳元素相应的氧化溶解进行降低。根据Morks等人的实际研究可以发现，气缸涂层中石墨的形成与硅和铝的存在以及含量的多寡密切相关，通过向铸铁中加入较多的硅和铝能够降低铸铁的热传导效率，使得实际喷涂过程中大幅降低熔融例子的冷却速度，还有一些学者认为粒子的高温会使得石墨的氧化程度加剧，而同时，石墨也可能由于粒子的低速飞行而大量溶解，因而使用加热铸铁粉使其析出石墨的方法也较为可行，在析出石墨之后通过进一步详细地控制喷涂工艺继而可提高例子的速度，使得铸铁涂层含有较高的石墨量。
②在热喷涂过程中，从外部对含碳物质进行添加，以实现对额外石墨的有效获取。相关学者认为，甲烷等含碳物质在高温分解时会产生自由态的碳，这也可能是铸铁中石墨含量增加的原因。通过实际的分析发现，要想无限制的提高石墨的含量是不太可能的，石墨含量过高也会产生一系列的负面影响，比如对涂层的结合强度产生影响，使得脆性增加还会产生裂纹并降低材料的疲劳抗力。
1.2.2金属基复合材料涂层。当前，常用低合金碳钢以及陶瓷颗粒复合材料作为汽车发动机气缸壁相应的耐磨涂层材料。
1.3热障涂层的热喷涂技术现状
热障涂层，通常对合金粘结层以及陶瓷面层进行采用。然而，在实际服役中，合金粘结层以及陶瓷面层具有差异化的热膨胀特性，极易产生较大的热应力，导致热喷涂涂层过早失效。为解决此问题，主要对梯度涂层进行设计采用。
1.4车辆发动机气缸涂层失效机制
在实际使用过程中，发动机气缸工况复杂，伴随着活塞的高速运转，涂层材料的磨损和剥落成为涂层失效的主要机制，现代的高新技术，诸如等离子喷涂等也会由于涂层中扁平颗粒的脱落和磨损形成，因此，降低摩擦系数是减少涂层材料磨损程度的最有效方法之一。而通过分析涂层中颗粒的剥落的原因可以发现，沿着涂层与基体界面的开裂剥落是其中一种主要的原因，由于涂层———基体间的热疲劳和热消耗系数差异而造成受力的不均，继而导致涂层剥落。此外，通过分析发动机气缸特有的受力形式也可以发现，滑动摩擦力为其所受的主要摩擦力，这一摩擦力的反复作用使得颗粒间有限的结合，涂层中一些扁平的颗粒便会在长期受热的情况下产生热疲劳而剥落。
1.5热障涂层
热障涂层是一种特殊的涂层，一般由合金粘结层和陶瓷面层组成，在实际使用的过程中，这两种面层由于材质的差异，会呈现出不同的特性，比如在应力和热膨胀特性方面，较大的应力会使得涂层失效的时间更早，一些学者针对发动机散热需求高的部件如活塞顶部对热障涂层的需求，其使用等离子喷涂的方法为活塞制备了ZrO2复合涂层，这种涂层可以更好的保障涂层的强度，同时也可以改善发动机的排放情况，增加热效率，但是使用热障涂层也有可能增加发动机的氮氧化物排放，因而从长期来看，并非应用新型热障涂层就会彻底改善发动机涂层的使用情况，需要我们根据实际的情况具体考虑涂层的材料以及涂覆方式。
2 汽车发动机气缸热喷涂涂层未来发展
考察汽车发动机气缸热喷涂涂层服役的各项条件，可预测汽车发动机气缸热喷涂涂层未来发展方向主要是提高热喷涂涂层相应的耐腐蚀性、抗热震性以及高温减摩性能。在汽车发动机服役期间，定期使用润滑油，能有效增强减摩效果，但难以形成具有较好连续性和均匀性状态的理想润滑油膜，特别是对于活塞运动相应的上止点位置，在此位置极难形成良好的润滑油膜。究其原因，一方面是由于此位置具备的工作条件极为苛刻，另一方面是由于汽车发动机气缸热喷涂涂层缺乏较强的储油能力。当前常用的热喷涂涂层呈现出多孔结构，可对热喷涂涂层所含孔隙的具体数量、实际尺寸以及位置分布等进行科学调控，实现对热喷涂涂层实际储油能力的有效改善，以增强润滑减摩的实际效果。
钼具有良好的耐腐蚀以及自粘结性能。可充分利用钼这一性能，将钼添加在汽车发动机气缸热喷涂涂层中，以有效增强其抗腐蚀性以及耐磨能力。当前，将钼添加于合金钢中的热喷涂涂层得到了广泛应用。另外，铁基非晶纳米涂层呈现出较强的常温耐磨性能。在高温环境下，纳米颗粒极易发生氧化，进而形成以及等化合物，此类化合物具有良好的润滑作用。因此，在汽车发动机气缸热喷涂涂层的未来发展中，铁基非晶纳米涂层可能得到日渐广泛的应用。
为促进热喷涂涂层相应的热疲劳抗力的有效提高，可从以下方面进行研究尝试：
①增强热喷涂涂层相应的结合力，增强热喷涂涂层与相应基体间存在的结合力，增强涂层所含颗粒间存在的结合力。相关研究显示，在基体表面实际温度低于200℃时，对铸铁涂层进行制备，可有效改善粒子间的结合状况。因此，对热喷涂涂层相应的铸铁涂层进行制备，可对基体表面温度进行适当提高，以有效增强涂层所含颗粒间存在的结合力。但是，要避免基体具有过高温度，以免造成铝合金基体发生变形。
②对铸铁组织进行优化，即适当对涂层中相应的耐磨相以及减摩相的实际含量、具体分布以及相关形态进行调整。石墨形态能显著影响铸铁相应的热疲劳抗力。但是，当前的技术问题是，具体采用哪种方式对具有不同形态石墨结构的铸铁涂层进行获取。这一问题，将成为热喷涂涂层研究领域的热点。
③热喷涂涂层在实际服役期间，极易呈现出热应力以及开裂脱落趋势，对此，可对梯度结构涂层进行采用，以降低此类趋势。
3 结语
综上所述，为增强汽车发动机气缸热喷涂涂层相应的耐磨性能，并促进燃料消耗的大幅度降低，可对热喷涂工艺进行优化，促进热喷涂涂层所含固体润滑剂的实际含量，有效增强热喷涂涂层的耐磨性。另外，可对梯度涂层进行制备，有效延长耐热涂层的使用寿命。